창어 5호(중국어 간체자: 嫦娥五号, 병음: Cháng'é wǔhào, 영문: Chang'e 5)는 중국 국가항천국(CNSA)이 추진한 무인 달 탐사 임무로, 달 표면의 토양과 암석 시료를 채취하여 지구로 귀환하는 것을 목표로 한 샘플 반송 임무이다. 우주선의 이름은 중국 신화에 등장하는 달의 여신 창어(嫦娥)에서 유래하였다.
개요
창어 5호는 중국 달 탐사 계획의 3단계 임무로, 2020년 11월 23일(UTC 20:30) 하이난성 원창 위성발사센터에서 창정 5호(Long March 5) 발사체에 실려 발사되었다. 2020년 12월 1일 달 북서부 폭풍의 대양(Oceanus Procellarum)에 위치한 몽스 륌케르(Mons Rümker) 화산지대 북쪽(서경 51.8도, 북위 43.1도)에 착륙하였다. 이후 약 1,731g의 달 표면 및 지하 시료를 채취하여 2020년 12월 16일(UTC 17:59) 지구로 귀환, 네이멍구 자치구 쓰쯔왕(四子王) 초원지대에 착륙하였다.
이는 1976년 소련의 루나 24호 이후 44년 만에 이루어진 달 샘플 반송 임무였으며, 중국은 미국과 소련에 이어 달 시료를 지구로 가져온 세 번째 국가가 되었다.
임무 구성
창어 5호는 4개의 모듈로 구성되었다.
- 착륙선(Lander): 달 표면에 착륙하여 시료 채취를 수행하였다. 드릴을 이용한 지하 시추(약 2m 깊이)와 로봇 팔을 이용한 표면 긁어채집(scoping) 방식으로 시료를 확보하였다.
- 상승선(Ascender): 착륙선 상단에 위치하며, 채취된 시료를 싣고 달 표면에서 이륙하여 달 궤도로 진입하였다. 2020년 12월 3일(UTC 15:11) 달 표면에서 발사되었으며, 이후 궤도선과 도킹하여 시료를 귀환선으로 이송한 후 분리되어 달 표면에 충돌하였다.
- 궤도선(Orbiter): 달 궤도에서 상승선과 도킹하고 시료를 전달받은 후, 지구로 귀환하는 비행을 수행하였다. 임무 완료 후 확장 임무로 태양-지구 L1 라그랑주점으로 이동하여 관측을 수행하였으며, 이후 달 원거리 역행 궤도(DRO) 진입에도 성공하였다.
- 귀환선(Returner/Re-entry Capsule): 시료를 보관한 캡슐로, 지구 대기권 재진입 시 스킵 재진입(skip re-entry) 방식을 사용하여 네이멍구 초원에 착륙하였다.
발사 중량 및 제원
발사 중량은 약 8,200kg(18,100lb)이며, 착륙선 약 3,200kg, 상승선 약 700kg으로 구성되었다. 서비스 모듈은 DFH-3A 정지궤도위성 버스를 기반으로 하였다.
과학적 성과
창어 5호가 회수한 현무암 시료의 연대 측정 결과 약 20억 3,000만 년(±400만 년) 전에 분출된 것으로 확인되었다. 이는 기존 아폴로 및 루나 임무에서 확보된 시료보다 젊은 연대의 달 현무암으로, 달이 최소 약 20억 년 전까지 화산 활동을 유지하고 있었음을 입증하였다. 또한 해당 시료의 맨틀 근원지가 KREEP(칼륨, 희토류 원소, 인) 성분에 크게 농축되지 않았으며 건조한 상태였음이 밝혀져, 젊은 달 화산 활동의 기작에 대한 새로운 연구 과제를 제시하였다.
탑재체
착륙선에는 착륙 카메라, 파노라마 카메라, 달 광물 분석기, 달 레골리스 관통 레이더 등 4개의 과학 탑재체가 탑재되었다. 시료 채취를 위해 로봇 암, 회전식 타격 드릴, 스쿠프 및 시료 밀봉 시스템이 장착되었다.
의의
창어 5호는 중국 최초의 달 시료 반송 임무로서, 중국 우주 개발 역사상 가장 복잡한 임무 중 하나로 평가된다. 이 임무를 통해 중국은 달 궤도 진입, 착륙, 시료 채취, 달 표면 이륙, 달 궤도 도킹, 고속 대기권 재진입 등 일련의 핵심 기술을 확보하였다. 이후 창어 6호는 창어 5호의 백업 임무로 계획되었으며, 창어 7호와 8호를 통해 달 남극 탐사 및 국제 달 연구소 건설을 목표로 하고 있다.
